Politechnika Szczecińska 

Instytut Elektrotechniki 

Zakład Maszyn i Napędów Elektrycznych 

 

 
 
 
 
 
 
 

Laboratorium 

 

Automatyki Napędu Elektrycznego 

 
 
 
 
 
 

ROZRUCH SILNIKA ASYNCHRONICZNEGO Z 

ZASTOSOWANIEM PRZEŁĄCZENIA GWIAZDA-TRÓJKĄT 

REALIZOWANEGO PRZEZ STEROWNIK PLC 

 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

Szczecin 2006 

 

Politechnika Szczecińska 

Instytut Elektrotechniki 

Zakład Maszyn i Napędów Elektrycznych 

 

 

 

2 

I.

 

Cel ćwiczenia 

Celem  ćwiczenia  jest  zaznajomienie  z  programowaniem  sterowników 

swobodnie  programowalnych  oraz  zastosowaniem  ich  do  sterowania  rozruchem 

silnika asynchronicznego klatkowego.  

II.

 

Wstęp 

Rozruch  silników  asynchronicznych  klatkowych  małej  i  średniej  mocy  jest 

bardzo prosty i odbywa się przez bezpośrednie włączenie stojana do sieci. W razie 

konieczności  ograniczenia  prądu  rozruchowego  lub  momentu  rozruchowego 

stosuje  się  rozruch  przy  obniŜonym  napięciu  przez  włącznie  w  obwód  stojana 

rezystora,  dławika  lub  autotransformatora,  a  takŜe  wykorzystując  przełącznik 

gwiazda-trójkąt. 

W celu uruchomienia silnika asynchronicznego konieczne jest, by jego moment 

rozruchowy  był  większy  od  momentu  oporowego.  W  tym  przypadku  silnik 

zwiększa swoją prędkość wirowania, aŜ do chwili wystąpienia równowagi między 

momentami  obrotowym  i  oporowym.  Przy  rozruchu  silników  trójfazowych  prąd 

rozruchowy  jest  znacznie  większy  od  znamionowego,  natomiast  moment 

rozruchowy  jest  stosunkowo  mały.  W  celu  wyeliminowania  tych  niekorzystnych 

zjawisk  stosuje  się  specjalne  procedury  rozruchowe  tego  typu  silników. 

Najczęściej  stosowana  jest  tzw.  metoda  przełączenia  gwiazda-trójkąt.  W 

początkowej fazie rozruch uzwojenia stojana łączone są w gwiazdę, dzięki czemu 

prąd  rozruchu  w  stojanie  i  wirniku  zmniejsza  się 

3   razy,  ale  jednocześnie 

występuje  trzykrotne  zmniejszenie  momentu  rozruchowego.  Z  tego  względu 

rozruch  silnika  powinien  być  przeprowadzony  bez  obciąŜenia  lub  ze  znacznie 

zmniejszonym  obciąŜeniem.  Po  osiągnięciu  przez  silnik  odpowiednich  obrotów 

następuje przełączenie uzwojeń stojana na połączenie w trójkąt. 

Jako  hamowanie  silników  asynchronicznych  klatkowych  stosuje  się 

najczęściej  hamowanie  dynamiczne  w  funkcji  czasu  przez  doprowadzenie  do 

stojana prądu stałego. Znacznie rzadziej stosuje się hamowanie przeciwprądem w 

funkcji prędkości. Aczkolwiek przy hamowaniu przeciwprądem nie jest potrzebne 

źródło  prądu  stałego,  to  jednak  układy  sterowania  wypadają  wtedy  bardziej 

skomplikowane niŜ przy hamowaniu dynamicznym. RównieŜ nagrzewanie silnika 

jest  wtedy  znacznie  większe.  Zmianę  kierunku  wirowania  uzyskuje  się  przez 

skrzyŜowanie  dwóch  faz  stojana,  a  prędkości  obrotowej  przez przełączenie  liczby 

par biegunów. 

 

Politechnika Szczecińska 

Instytut Elektrotechniki 

Zakład Maszyn i Napędów Elektrycznych 

 

 

 

3 

III.

 

Słowne sformułowanie zadania sterującego. 

Zaprojektować układ  realizujący  automatyczne  sterowanie  rozruchem  silnika 

asynchronicznego klatkowego przełącznikiem gwiazda-trójkąt oraz z moŜliwością 

pracy w obu kierunkach wirowania. 

IV.

 

Opis działania układu. 

Działanie układu jest następujące: 

Włączenie:    Włączenie  układu  odbywa  się  po  naciśnięciu  przycisku  S2 

(wirowanie w prawo) lub S1 (wirowanie w lewo). Po naciśnięciu np. przycisku S2 

powinien  zadziałać  stycznik  K1  (stycznik  kierunkowy  ruchu  w  prawo)  i  K3 

(stycznik  łączący  uzwojenia  stojana  w  gwiazdę)  oraz  przekaźnik  czasowy  KC1. 

Zadaniem  przekaźnika  czasowego  KC1  jest  odliczanie  czasu,  jaki  jest 

przeznaczony  dla  pracy  silnika  połączonego  w  gwiazdę.  Następnie  po  odliczeniu 

zadanego  czasu przez  przekaźnik  czasowy następuje  wyłączenie  stycznika  K3,  a 

następuje  załączenie  stycznika  K4.  Od  tego  momentu  uzwojenia  stojana  silnika 

asynchronicznego zostają przełączone w trójkąt (normalna praca silnika). 

Wyłączenie:  Wyłączenie układu odbywa się poprzez naciśnięcie przycisku S1. 

W wyniku tego działania następuje rozłączenie obwodu sterowania. Styczniki K1 

oraz K4 zostają rozłączone. Silni jest przygotowany do ponownego uruchomienia. 

V.

 

Schemat sterowania stykowego silnikiem klatkowym. 

S1

S2

S3

F1

K1

K

2

K3

K4

KC1

HP

HL

HG

HT

L1 L2 L3

L

N

F2

F1

K

1

K1

K1

K1

K2

K2

K2

K2

KC1

KC1

K

3

K

4

K1

K2

K3

K4

K4

K3

K4

K4

F3

U1

V1

W1

U2

V2

W2

 

 

Politechnika Szczecińska 

Instytut Elektrotechniki 

Zakład Maszyn i Napędów Elektrycznych 

 

 

 

4 

VI.

 

Schemat włączenia sterownika PLC w układ sterowania 
silnikiem. 

 

I 

1

I 

2

I 

3

I 

4

I 

5

I 

6

I 

7

I 

8

I 

9

I 

1

0

I 

1

1

I 

1

2

I 

1

3

c

o

m

 2

I 

1

4

I 

1

5

I 

1

6

c

o

m

 1

IN

Q

 1

Q

 2

Q

 3

Q

 4

Q

 5

Q

 6

Q

 7

Q

 8

O

U

T

c

o

m

c

o

m

c

o

m

c

o

m

c

o

m

c

o

m

c

o

m

c

o

m

P

W

R

L

N

G

D

N

P

L

C

F

S

1

S

2

S

3

F1

K

1

K

2

K

3

K

4

L1 L2 L3

L

N PE

F2

F

1

K1

K2

K3

K4

HP

HL

HG

HT

F

1

K

1

K

2

F

1

U1

V1

W 1

U2

V2

W 2

M

 

 

Politechnika Szczecińska 

Instytut Elektrotechniki 

Zakład Maszyn i Napędów Elektrycznych 

 

 

 

5 

VII.

 

Tabela przyporządkowująca nazwy symboliczne układu 
sterowania dla operandów PLC. 

l.p.  Symbol  Operand 

Komentarz 

Typ 

1 

S1 

I1 

Styk przycisku S1 – NO 

IN 

2 

S2 

I2 

Styk przycisku S2 – NO 

IN 

3 

S3 

I3 

Styk przycisku S3 – NO 

IN 

4 

F1 

I4 

Styk przekaźnika termicznego F3 – NZ 

IN 

5 

K1 

Q1 

Cewka stycznika głównego K1 

OUT 

6 

K2 

Q2 

Cewka stycznika głównego K2 

OUT 

7 

K3 

Q3 

Cewka stycznika załączającego uzwojenia w 
gwiazdę 

OUT 

8 

K4 

Q4 

Cewka stycznika załączającego uzwojenia w 
trójkąt 

OUT 

9 

HP 

Q5 

Lampka sygnalizacyjna – obroty prawe 

OUT 

10 

HL 

Q6 

Lampka sygnalizacyjna – obroty lewe 

OUT 

11 

HG 

Q7 

Lampka sygnalizacyjna – połączenie w gwiazdę  OUT 

12 

HT 

Q8 

Lampka sygnalizacyjna – połączenie w trójkąt 

OUT 

VIII.

 

Literatura. 

1.  Broel-Plater  B.:  Sterowniki  programowalne  właściwości  i  zasady  stosowania. 

Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2000 

2.  Legierski t., Kasprzyk J., Wyrwał J., Hajda J.: Programowanie sterowników 

PLC.  Wydawnictwo  Pracowni  Komputerowej  Jacka  Skalmierskiego, 
Gliwice,1998 

3.  Boroń  W.:  Sterowniki  programowalne  wczoraj,  dziś  i  jutro,  Pomiary.  Automatyka. 

Kontrola, 1992, 1, s.14 

4.  Mikulczyński  T.,  Samsonowicz  Z.:  Automatyzacja  dyskretnych  procesów 

produkcyjnych. Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa, 1997 

5.  VersaMax™ Control User’s Manual (GFK-1295) 

6.  VersaMax™ PLC User’s Manual (GFK-1503) 
7.  VersaMax™ Modules, Power Supplies and Carriers User’s Manual (GFK-1504) 
8.  VersaMax™ DeviceNet communications Modules User’s manual (GFK-1533) 
9.  Workshop Student Guide (GFN-034) 
10.  VersaPro Programming Software User’s Guide (GFK-1670) 
11.  Siwiński J.: Automatyka napędu elektrycznego. Państwowe Wydawnictwo 

Techniczne, Warszawa, 1960 

12.  Seta Z.: Wprowadzenie do zagadnień sterowania – wykorzystanie 

programowalnych sterowników logicznych PLC. Wydawnictwo MIKOM, 
Warszawa, 2002 

13.  PN-IEC 1131: Sterowniki programowalne